Produção e otimização de compósito adsorvente para remoção de corante com alginato de sódio e carvão ativado de casca de arroz

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lucht, Emili
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/66064
Resumo: Orientadora: Prof.(a). Dr(a). Regina Maria Matos Jorge
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spelling Mathias, Álvaro Luiz, 1962-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e IndustrialJorge, Regina Maria Matos, 1963-Lucht, Emili2024-07-15T21:07:36Z2024-07-15T21:07:36Z2019https://hdl.handle.net/1884/66064Orientadora: Prof.(a). Dr(a). Regina Maria Matos JorgeCoorientador: Prof. Dr. Alvaro Luiz MathiasDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial. Defesa : Curitiba, 20/11/2019Inclui referências: p. 100-107Resumo: O beneficiamento do arroz gera cerca de 20% de cascas de arroz, as quais são utilizadas em aplicações de baixo valor agregado, como combustível ou ração animal. Por outro lado, sua utilização como um precursor de carvão ativado é interessante devido a sua baixa umidade, alta quantidade de carbono e baixo conteúdo de cinzas. Este carvão ativado pode ser utilizado para tratamento de efluentes, sendo mais atrativo economicamente comparado com outros tratamentos existentes (oxidação avançada, osmose reversa, biotecnologia) pois emprega um resíduo industrial. O objetivo deste estudo foi produzir de forma otimizada o carvão e avaliar sua eficiência de adsorção tendo sido usado azul de metileno como adsorvato modelo. Aditivamente, um compósito foi criado na forma de esferas de alginato contendo o carvão. As cascas de arroz foram utilizadas como matéria-prima para obtenção de um carvão ativado de baixo-custo com ativação química com KOH. Foi realizado um planejamento fatorial completo com 32 ponto central a fim de otimizar a adsorção em relação a temperatura e o tempo de ativação. As condições de produção otimizada de carvão ativado foram de 500°C e 60 min, o que permitiu a remoção de 89% de adsorvato, sendo que a área superficial BET de 4,580 m2.g-1. Para superar a alta perda de carga devido à forma granular ou em pó do carvão ativado, foi realizada sua imobilização em esferas de alginato de sódio. A partir deste compósito formado, compósito de carvão ativado de casca de arroz e alginato de sódio, CCAAS, foram realizados estudos complementares de adsorção. As condições ótimas encontradas para a adsorção são de 2 g.L-1 de CCAAS e pH igual a 8 para a solução de azul de metileno. O comportamento de adsorção foi melhor ajustado pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem (R2 > 0,984) e pelo modelo de isoterma de Sips (R2 > 0,988). A capacidade adsortiva reduziu com o aumento da temperatura, indicando um processo exotérmico e o CCAAS pode ser reutilizado por até 5 vezes consecutivas mantendo a eficiência de adsorção maior que 70%.Abstract: The rice processing generates 20 % of rice husks, which are used in low aggregated value, as fuels or animal feed. The rice husks usage as a precursor of activated carbon is interesting because of its low moisture content, high carbon content and low ash content. This activated carbon can be used for water waste treatment, which treatment is more attractive economically compared to existing others (advanced oxidation, reverse osmosis, biotechnology) as it employs an industrial waste. In this study, the rice husks were used as predecessor to obtain a low-cost activated carbon produced through chemical activation with KOH for methylene blue removal in aqueous solution. Additionally, an activated carbon and alginate beads (CCAAS) were produced, and its adsorption studied. A factorial experiment with central point 32 was applied to maximize the adsorption measured by the methylene blue number. The maximized activation conditions were 500°C and 60 min at 89% removal, with a BET surface area of 4,580 m2.g-1. To overcome the high pressure drop from the granular or powder form of the activated carbon, it was immobilized with sodium alginate. From the CCAAS, multiple adsorption studies were conducted. The optimum condition was found at 2 g.L-1 of activated carbon to sodium alginate and methylene blue solution pH equal to 8. The kinetics were fitted to a pseudo-second order (R2 > 0,984) and the isotherm adjusted best to the Sips Isotherm (R2 > 0,988). Through the isotherm studies, the adsorptive capacity decreased with the temperature rise, which indicates an exothermic process. The CCAAS was reused for 5 consecutive times keeping its adsorption efficiency higher than 70 %.1 recurso online : PDF.application/pdfCarbono ativadoCloreto de MetilenoPlanejamento Urbano e RegionalResíduos industriaisÁguas residuais - PurificaçãoProdução e otimização de compósito adsorvente para remoção de corante com alginato de sódio e carvão ativado de casca de arrozinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - EMILI EMILHA LUCHT.pdfapplication/pdf22245543https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/66064/1/R%20-%20D%20-%20EMILI%20EMILHA%20LUCHT.pdf1dcd0eec67ce4739112ca5209ae5e458MD51open access1884/660642024-07-15 18:07:36.218open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/66064Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-07-15T21:07:36Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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